بخشی از مقاله
چکیده
هدف از پیش بینی پدیده زلزله جلوگیری از خسارت های سنگین جانی و مالی است و این هدف با شناسایی مکان ها هم قابل حصول است. در این صورت نمی توانیم زمین لرزه را پدیده ای به کلی شوم و بلایی ناگهانی بدانیم. دقت در وضع طبیعی زمین مانند پوشش گیاهی و گسل ها می تواند کمک کاملا موثری در پیش بینی وقوع زمین لرزه باشد در مورد زمین لرزه می توان با توجه به وضع گسل ها، نقشه »کمربند زلزله« و تحلیل زمین لرزه های ادواری، از سال ها قبل پیش بینی کرد
امروزه استفاده از سیستم های کنترل مکانیکی به منظور جلوگیری از ارتعاشات سازه های مهندسی عمران در مقابل زلزله بسیار مرسوم گردیده است. این سیستم ها را می توان به چهار گروه کنترل غیر فعال، کنتر نیمهفعال و کنترل مرکب تقسیم کرد. در این رساله هدف طراحی سیستم کنترل فعال میراگر و جرم تنظیم شونده - ATMD - به منظور کاهش پاسخ ساختمانهای بلند تحت اثر نیروی افقی زلزله می باشد.
ازآنجایی که منطق فازی در تعیین متغیرهای تصادفی دارای انعطاف پذیری خوبی می باشد، مقادیر نیروی فعال میراگر و جرم تنظیم شونده فعال با استفاده از منطق فازی بدست آورده می شود.در این تحقیق ابتدا مروری بر تحقیقات انجام شده بر روی سیستم های کنترل صورت گرفت، پس از آن منطق فازی مورد توجه قرار گرفت به منظور بررسی عملکرد سیستم کنتل فعال ATMD معادلات حرکت ساخمان در نهایت پارامترهای سیستم کنترل فازی و LQR و بهینه شده و نتایج آن با نتایج سیستم کنترل فعال ATMD بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک - GA - مقایسه شده است
-1 مقدمه
لرزش ناگهانی پوستههای جامد زمین، زلزله یا زمین لرزه نامیده میشود. دلیل اصلی وقوع زلزله را میتوان افزایش فشار بیش از حد داخل سنگها و طبقات درونی زمین دانست. اما موضوع فراتر از اینهاست: این فشار به حدی است که در سنگ گسستگی بوجود میآید و دو قطعه سنگ در امتداد سطح شکستگی نسبت به یکدیگر حرکت میکنند. به سطح شکستگی که توأم با جابجایی است، گسل گفته میشود.
به درستی مشخص نیست که چرا زلزله بوجود میآید، اما همانطور که قبلا اشاره شد تجمع انرژی در درون زمین از یک طرف و افزایش نیروی زیاد در درون زمین و عدم تحمل طبقات زمین برای نگهداری این انرژی از طرف دیگر موجب شکسته شدن زمین در بعضی نقاط آن شده و انرژی از محل آن آزاد می شود. بطور کلی پس از اینکه در داخل زمین زلزله ای به وجود آمد و انرژی زمین آزاد شد، این انرژی آزاد شده به صورت امواج ارتعاشی در کلیه جهات منتشر شده و انرژی زلزله را با خود منتقل می کنند.
انواع حرکت گسل ها
گسل عادی: در این حالت شیب سطح گسل در جهت شیب طبقات است.
گسل معکوس: گسلی است که در آن سطح بالا به طرف بالا حرکت کرده باشد. در حالت کلی شیب گسل بیشتر از 45 درجه است.
گسل امتدادی: در این گسلها جابجایی به موازات امتداد گسل است، یعنی لغزش امتدادی غالب بر لغزش شیبی است.
انواع امواج زلزله امواج زمین لرزه با توجه به حرکتشان در داخل یا سطح زمین به دو دسته تقسیم میشوند:
-امواج داخلی دسته ای از امواح که در درون زمین و در تمامی جهات حرکت می کنند.
- امواج داخلی نیز به دو گروه امواج طولی یا اولیه و امواج عرضی یا ثانویه قابل تقسیم هستند.
- امواج سطحی : سرعت امواج سطحی از امواج عرضی کمتر است وشدت آن نسبت به عمق و نسبت به فاصله از مرکز به سرعت کاهش می یابد . این امواج در مکان مشترک دو محیط گازی ومایع، در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله بوجود می آید. بیشترین انرژی را دارا بوده و عامل اصلی خرابی های ناشی از زمین لرزه بخصوص در مناطق مسکونی است. این امواج همیشه در نزدیکی سطح های ناپیوستگی متمرکز می شوند. بدین جهت در محیط های همگن موج های سطحی نخواهیم داشت. این امواج خود به گروه های مختلفی چون » لا« و »رایلی« تفکیک می شوند. حرکت این دو موج بسیار پیچیده و قدرت تخریبی این امواج و موج S بسیار زیادتر از امواج P است
امواج طولی
این امواج باعث کشش ها و انقباض های متوالی درامتداد حرکت موج می شود . سرعت انتشار این امواج زیادتر ازامواج دیگر است و اولین امواجی است که به ایستگاه لرزه نگار می رسد . امواج تراکمی از همه محیط هایی که توان تحمل فشار را دارند از جمله گازها، جامدات و مایعات عبور می کنند. ذراتی که تحت تاثیر موج P قرار می گیرند در جهت انتشار موج به جلو یا عقب نوسان می کنند. مثلا هنگامی که بخشی از یک فنر را جمع کرده و به طور ناگهانی رها کنیم، فشردگی تمام طول فنر را طی خواهد کرد تا به انتهای آن برسد. در این مثال فنر در راستای حرکت موج به ارتعاش درآمده است که بسیار شبیه به نحوه انتشار امواج P است. دلیل نامگذاری این امواج به نام امواج اولیه سرعت بالای آنهاست و اولین موجی که از زلزله احساس می شود امواج P است. این امواج با وجود سرعت بالای بسیار سریع انرژی خود را از دست می دهند و باعث ایجاد خرابی زیادی نمی شود
امواج برشی - : - S
این امواج باعث می شود که سنگ خم شود و شکل خود را از دست بدهد . این امواج فقط ازجامدات رد می شود. تقریباً اثر تخریبی تمام زلزله ها بر اثرامواج برشی است و به این معنی که وقتی لحظه شکستن سنگ فرا می رسد سنگ شکاف بر می دارد و نقاط مجاور شکاف بطور جانبی نسبت بهم حرکت می نمایند . در این زمان است که دو نوع موج P وS ایجاد می شوند
شکل :1 تفاوت امواج P و Sرا نشان میدهد
شکل:2 رو زمین لرزه را در ایران نشان میدهد. نقاط سفید مراکزی است که زلزله رخ داده است.
